[發明專利]奧氏體不銹鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201580053560.6
• 申請日: 2015-10-22
• 公開（公告）號: CN106795606B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 中村潤;大村朋彥;平田弘征;凈德佳奈;小薄孝裕
• 申請（專利權）人: 新日鐵住金株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C21D8/00;C22C38/58
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發明提供耐氫脆性及耐氫疲勞特性良好的高強度的奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼的化學組成以質量％計含有C：0.10％以下、Si：1.0％以下、Mn：3.0％以上且不足7.0％、Cr：15～30％、Ni：12.0％以上且不足17.0％、Al：0.10％以下、N：0.10～0.50％、P：0.050％以下、S：0.050％以下、V：0.01～1.0％及Nb：0.01～0.50％中的至少一種等，余量：Fe及雜質，奧氏體晶粒的短徑相對于長徑之比大于0.1，前述奧氏體晶粒的晶粒度級別數為8.0以上，前述奧氏體不銹鋼的拉伸強度為1000MPa以上。

技術領域

本發明涉及奧氏體不銹鋼及其制造方法，更詳細而言，涉及具有暴露在高壓氫氣的閥·接頭等的部件所要求的高強度和優異耐氫脆性及耐氫疲勞特性的奧氏體不銹鋼及其制造方法。

背景技術

近年來，進行了氫作為燃料行駛的燃料電池汽車的開發、及向燃料電池汽車供給氫的氫站的實用化研究。不銹鋼為這些用途中使用的候補材料之一。但是，高壓的氫氣環境下即使為不銹鋼也有時因氫氣引起脆化(氫環境脆化)。高壓氣體安全法中規定的汽車用壓縮氫容器標準中，作為不引起氫環境脆化的不銹鋼，確認了SUS316L的使用。

但是，考慮燃料電池汽車的輕量化、氫站的緊湊化及氫站的高壓作業的必要性，容器、接頭·配管中使用的不銹鋼期望在氫氣環境不引起氫環境脆化，且具有現有的SUS316L以上的高強度。近年，提供如國際公開第2004/111285號、國際公開第2004/083477號、國際公開第2004/083476號、及日本專利第5131794號所示那樣的因含有高N而固溶強化、及適宜使用微細氮化物的高強度鋼。

發明內容

發明要解決的問題

要求比上述的專利文獻中記載的高強度鋼更高強度的材料。作為使奧氏體不銹鋼高強度化的手段，已知冷加工。但是，經冷加工的奧氏體不銹鋼的耐氫脆性顯著降低。尤其是，N含量高的奧氏體不銹鋼的堆垛層錯能量低，因此變形時的應變容易局部化，耐氫脆性的降低進一步顯著。因此，對于高壓氫環境中使用的材料來說，可以認為因冷加工而高強度化不適用。

另外，氫站的配管、閥等暴露在高壓氫氣的部件在伴隨著氫氣壓力變動的環境下使用。因此，要求對因氫氣壓力變動而產生的疲勞的耐性(以下，稱為“耐氫疲勞特性”)，上述的專利文獻中關于耐氫疲勞特性未作考慮。即，強度、耐氫脆性、及耐氫疲勞特性的3個均良好的材料不存在。

本發明是鑒于上述現狀而做出的，因此目標在于提供耐氫脆性及耐氫疲勞特性良好的高強度的奧氏體不銹鋼。

本發明的奧氏體不銹鋼的化學組成以質量％計，C：0.10％以下、Si：1.0％以下、Mn：3.0％以上且不足7.0％、Cr：15～30％、Ni：12.0％以上且不足17.0％、Al：0.10％以下、N：0.10～0.50％、P：0.050％以下、S：0.050％以下、V：0.01～1.0％及Nb：0.01～0.50％中的至少一種、Mo：0～3.0％、W：0～6.0％、Ti：0～0.5％、Zr：0～0.5％、Hf：0～0.3％、Ta：0～0.6％、B：0～0.020％、Cu：0～5.0％、Co：0～10.0％、Mg：0～0.0050％、Ca：0～0.0050％、La：0～0.20％、Ce：0～0.20％、Y：0～0.40％、Sm：0～0.40％、Pr：0～0.40％、Nd：0～0.50％、余量：Fe及雜質，奧氏體晶粒的短徑相對于長徑之比大于0.1，前述奧氏體晶粒的晶粒度級別數為8.0以上，前述奧氏體不銹鋼的拉伸強度為1000MPa以上。